1. Funkcija acidobazne regulacije površinskih hidroksilnih skupina
Hidroksilne skupine (- OH) mogu pokazivati kiselost ili lužnatost na površini metalnih oksida u obliku primanja ili opskrbe protona. Podešavanjem količine i raspodjele hidroksilnih skupina može se postići precizna kontrola površinske kiselosti i lužnatosti, čime se utječe na aktivacijski put i selektivnost katalitičkih reakcija.
2.Utjecaj na elektroničku strukturu i adsorpcijsko ponašanje
Prisutnost hidroksilnih skupina može promijeniti lokalnu gustoću elektrona na površini, čime se regulira elektronska struktura aktivnih mjesta. Simulacije teorije funkcionalne gustoće (DFT) pokazuju da različite gustoće hidroksila (kao što su premosni hidroksil i pseudomosni hidroksil) dovode do značajnih razlika u površinskoj energiji vezivanja i raspodjeli naboja, što izravno utječe na snagu adsorpcije i energiju aktivacije molekula supstrata.
3. Toksični mehanizam uzrokovan adsorpcijom molekula vode
U stvarnom reakcijskom okruženju, molekule vode će se adsorbirati i disocirati kako bi formirale površinske hidroksilne skupine, stvarajući "trovanje vodom". Ove novogenerirane hidroksilne skupine zauzet će izvorna aktivna mjesta (kao što su prazna mjesta kisika), ometajući regeneraciju slobodnih mjesta kisika i dovodeći do brzog opadanja aktivnosti katalizatora.
4. Fina kontrola gustoće i prostorne distribucije hidroksila
Prostorni raspored hidroksilnih skupina (premošćivanje, pseudomostovanje, pojedinačne hidroksilne skupine) određuje geometrijska i kemijska svojstva strukture površine. Podešavanjem pokrivenosti hidroksilnih skupina može se postići sustavna kontrola polariteta površine, hidrofilne/hidrofobne ravnoteže i termodinamičke stabilnosti katalizatora.
5. Zaštita i reaktivacija aktivnih mjesta
Funkcionalizacijom površine ili uvođenjem hidrofobnih molekula, prekomjerno nakupljanje hidroksilnih skupina može se selektivno eliminirati ili spriječiti, čime se štite aktivna mjesta i obnavlja cikličko korištenje slobodnih mjesta kisika. Ova vrsta inženjerske metode može značajno poboljšati intrinzičnu aktivnost katalizatora oksida prijelaznih metala.
